既有线路基改良土填筑施工工法

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摘要：浙赣铁路电气化提速改造工程是铁道部制定的全国铁路第六次大提速规划中的重点项目之一，为满足改造后200公里的时速要求，大多填料需要改良。通过工程中不断的实践和完善，总结出了一套高效率的施工技术，实现了改良土填筑碾压的连续作业，大大提高了施工效率。

关键词：改良土；化学添加剂；施工工法

中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A 文章编号：

浙赣铁路电气化提速改造工程是铁道部制定的全国铁路第六次大提速规划中的重点项目之一，具有线路长、质量标准高、工期紧、工点分散、施工干扰大、危险隐患多的特点。尤其谭港至黄土港段，既有线两侧多为耕田，不但地质条件差，而且土源非常紧张。为了满足提速改造后200公里的时速要求，大多填料需要进行改良。如何在保证质量的前提下高效率完成施工任务，成为参建单位必须研究的课题。

1 工法原理及特点

1.1 工法原理

在膨胀土中加入化学添加剂石灰，产生盐基交换、胶结性、粘性颗粒与石灰作用，从而降低了液限和体变，提高了土的抗剪强度。

（1）阳离子交换。粘性土表层吸有大量的金属阳离子，当掺入石灰后，由于土中产生大量的Ca+，同时Ca（OH）2造成强碱环境，使得Ca+与金属阳离子发生置换作用，粘性土颗粒很快凝聚起来从而提高了土的初期强度。

（2）凝硬反应。CaO和水发生反应时产生大量热，使得土中一部分SiO2形成水溶性胶体离子，此外，氧化铝等也形成一些胶体离子，从而改善了土的工程性质。

1.2 工法特点

（1）实现了改良土填筑碾压的连续作业，大大提高了施工效率。

（2）设备投入少，降低了施工成本。

（3）施工作业合理化，通过对施工资料、试验数据的分析，制定合理的施工参数，使质量始终处于可控状态。

（4）检验手段全，检测频次多。浙赣线电气化提速改造工程路基改良土施工，填筑压实质量采用地基系数K30、压实系数K及含灰率三项指标控制，压实系数K及含灰率每层均检，地基系数K30每三层检一次。

（5）适用范围：本工法适用于公路、铁路改良土路基施工，尤其既有线电气化改造工程。

2 施工参数的确定

2.1土样试验

为了确定施工参数，根据施工现场交通情况及取土场分布情况，确定里程在K679+150-K679+200之间的50m长度为试验段。对试验段土样进行液限、塑限、颗粒大小、自由膨胀率等试验，结果表明填料为弱膨胀土。试验结果见表1。

表1 土样的物理性及自由膨胀率试验数据表

为了比较不掺石灰与掺石灰对压实性质的影响，对掺石灰率为6%的土样进行重型击实试验，试验结果见表2。

表2 重型击实试验结果

试验段长50米，基底检测合格后，方可填土。采用二次掺灰法，第一次在取土场掺入3%的石灰，闷料砂化1~2天即可上路。第二次在路基上掺3%的石灰，方法是将路基上的改良土用推土机初平，人工打格撒灰，旋耕机翻拌、粉碎，平地机精平，重型压路机碾压。

2.2 施工参数的确定

通过试验段填筑，确定施工参数如下：

① 第一次掺灰必须闷料砂化1～2天后方可上路。

② 采用18t压路机，静压一遍，弱振二遍，强振四遍，静压一遍，可满足设计要求。

③填土虚铺最大厚度为40cm。

④旋耕机最佳拌和遍数为4遍。

⑤最优含水量16.5%。

3 施工工艺

改良土路基施工采用四区段、八流程施工工艺组织施工。施工前，根据路基改建段数量及填土数量确定投入机械设备数量，并合理确定施工顺序。

3.1 施工工艺

改良土施工工艺流程见图1。

3.2施工要点

（1）基底处理。软基地段必须在软基处理完毕后，经复合地基承载力检测合格后，方可上土；非软基地段基底处理同一般路基，这里不赘述。

（2）取土场利用挖掘机进行掺灰，第一次掺灰量为3%，为保证闷料砂化效果，石灰最好采用袋装石灰。取土前，必须提前将土场表面杂物清理干净，并计算单位面积上铺灰厚度与取土深度的比例关系，以便控制掺灰量。

（3）二次掺灰在路基上进行。填土分两次进行，第一次土料虚铺厚度控制在20cm以内，用推土机粗平后，用白石灰在路基上打成方格，人工在方格内均匀撒灰。撒灰完毕后，利用25马力旋耕机旋耕4遍，土料与石灰基本拌和均匀，利用推土机粗平，随后进行第二次上土，虚铺厚度控制在20cm以内，用推土机粗平后，用白石灰在路基上打成方格，人工在方格内均匀撒灰。撒灰完毕后，利用25马力旋耕机旋耕4遍，土料与石灰基本拌和均匀；推土机粗平，平地机精平，18t压路机静压一遍，弱振二遍，强振四遍，静压一遍，可满足设计压实要求。

图1 改良图施工工艺流程图

（4）检测采用地基系数k30、压实系数及含灰率三项指标控制，检验数量及标准必须满足《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》的要求。

3.3 劳动力组织与机械设备

考虑到既有线改造施工的复杂性及200公里时速路基质量要求的标准与严要求，要高效、优质地完成施工任务，必须精心谋划，优化劳力与机具的配置，每个区段机械设备配制要求参照试验段机械设备表，每个区段劳力配置见表3。

表3 劳动力组织表

3.4 施工质量控制措施

（1）改良土路基大面积施工前，必须铺筑试验段。

（2）改良土路基施工应避开雨季，并加强现场排水，保证路基不被水浸泡。

（3）施工过程中，必须有完善的防雨措施，下雨前应及时对改良土进行覆盖，避免雨淋。若因故中断施工或受水浸泡时，导致表层呈散状态的一层，在施工下层之前务必翻松处理，使之与新的一层成为整体。

（4）加强土的粉碎和拌和的均匀性。取土场挖出的土，粒径较大必须进行粉碎处理，土的粒径控制在5cm以内。每层填土，虚铺厚度控制在40cm以内，因旋耕机最大旋耕深度为25cm，因而每层填土应分两次填筑，每次虚铺厚度均控制在20cm以内，保证旋耕效果的同时，避免出现素土夹层及大块集中区。

3.5 安全控制措施

（1）既有线上施工必须贯彻执行铁道部《铁路工务安全规则》和有关既有线上施工安全的规定。

（2）凡参加既有线施工的人员，必须经过安全教育，熟悉各项安全操作规程，经考试合格后方可上岗。

（3）施工中的各种材料堆码、机械设备的摆放不得侵限，必须认真执行铁路限界的规定。

（4）既有线施工作业前，必须探明地下光缆的位置，并通知拆迁单位进行拆迁。

4结束语

工程实践证明，本工法通过在膨胀土中加入化学添加剂石灰，提高了土的抗剪强度。工艺流程实现了改良土填筑碾压的连续作业，设备投入少，大大提高了施工效率，缩了短工期，保证路基作业的连续性。适用于公路、铁路改良土路基施工，尤其是既有线电气化改造工程。